3.1.3 第2课时组合数的应用(练案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程数学选择性必修第二册同步学习指导(人教B版2019)

2025-02-27
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资源信息

学段 高中
学科 数学
教材版本 高中数学人教B版选择性必修第二册
年级 高二
章节 3.1.3 组合与组合数
类型 作业-同步练
知识点 -
使用场景 同步教学-新授课
学年 2025-2026
地区(省份) 全国
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 ZIP
文件大小 586 KB
发布时间 2025-02-27
更新时间 2025-02-27
作者 河北万卷文化有限公司
品牌系列 成才之路·高中新教材同步学习指导
审核时间 2025-02-27
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来源 学科网

内容正文:

6. 466  依题意得0≤38 - n≤3n, 0≤3n≤21 + n{ ,即 19 2 ≤n≤38, 0≤n≤212 { , 解得192 ≤n≤ 21 2 ,又n∈N ,所以n = 10. 故C38 - n3n + C3n21 + n = C2830 + C3031 = C230 + C131 = 466. 7. 3或4  因为Cx10 = Cx - 28 + Cx - 18 + C2x - 39 , 所以Cx10 = Cx - 19 + C2x - 39 , 所以Cx10 - Cx - 19 = C2x - 39 , 所以Cx9 = C2x - 39 , 所以x = 2x - 3,或x + 2x - 3 = 9, 解得x = 3,或x = 4. 8.原方程可化为20 ×(n + 5)!5!n! = 4(n + 4)× (n + 3)!(n - 1)!4!+ 15(n + 3)(n + 2), 即(n + 5)(n + 4)(n + 3)(n + 2)(n + 1)6 =(n + 4)(n + 3)(n + 2)(n + 1)n6 + 15(n + 3)(n + 2), 所以(n + 5)(n + 4)(n + 1)-(n + 4)(n + 1)n = 90, 即5(n + 4)(n + 1)= 90, 所以n2 + 5n - 14 = 0,即n = 2或n = - 7. 注意到n≥1且n∈N,所以n = 2. 9.(1)m + 1n + 1C m + 1 n + 1 = m + 1 n + 1· (n + 1)! (m + 1)!(n - m)!= n! m!(n - m)!= Cmn, nn - mC m n - 1 = nn - m· (n - 1)! m!(n - 1 - m)!= n! m!(n - m)!= C m n, 故Cmn = m + 1n + 1C m + 1 n + 1 = n n - mC m n - 1 . (2)左边 = m! 1 +(m + 1)!1!m! + (m + 2)! 2!m! +…+ (m + n)! n!m[ ]! = m!(1 + C1m + 1 + C2m + 2 +…+ Cnm + n) = m!(C0m + 1 + C1m + 1 + C2m + 2 +…+ Cnm + n) ① = m!(C1m + 2 + C2m + 2 +…+ Cnm + n) ② =… = m!Cnm + n + 1 =右边, 故等式成立. 练案[5] A组·素养自测 1. C  分两步:第1步,可在其他8种种子中选取1种放入1号 瓶,有C18种选法;第2步,剩下的9种种子中选5种全排列, 有A59种.故共有C18A59种不同的放法. 2. ABC  每人有四项工作可以安排,所以5人都安排一项工作 的不同方法数为45,故选项A中说法错误;每项工作至少有1 人参加,则有一项工作安排2人,其他三项工作各1人,所以 共有C14C25A33种不同方法数,选项B中A45C14 是每项工作先安 排1人,还剩下1人在四项工作中选择,这样会有重复,比如: “甲、乙、丙、丁分别安排翻译、导游、礼仪、司机,戊安排翻译” 与“戊、乙、丙、丁分别安排翻译、导游、礼仪、司机,甲安排翻 译”重复计算了,故选项B中说法错误;选项C中是先分组后 分配,C35C12代表的是5人分成3人、1人、1人三组,C25C23 代表 的是5人分成2人、2人、1人三组,然后三组人分配三项工 作,乘A33,然而在分组的过程中都有重复,比如:3人、1人、1 人分组中,先选择了甲、乙、丙三人一组,剩下丁、戊分两组只 有一种分法,而不是C12种分法,故选项C中说法错误;选项D 分两类考虑,第一类:司机安排1人,方法数为C13,另外4人分 3组,方法数为C24(4人选2人为1组,另外2人分2组只有一 种分法),然后3组人安排除司机外的三项工作,方法数为 A33,则不同安排方案的种数是C13C24A33,第二类:司机安排2 人,方法数为C23,剩下3人安排另外三项工作,方法数为A33, 则不同安排方案的种数是C23A33,由分类加法计数原理得,共 有C13C24A33 + C23A33种不同的安排方案,故选项D中说法正确. 故选ABC. 3. A  C312 = 220,故选A. 4. A  先选取3个不同的数有C36 种方法,然后把其中最大的数 放在百位上,另两个不同的数放在十位和个位上,有A22 种排 法,故共有C36A22 = 40个三位数. 5. A  解法一:(1)4种颜色全用时,有A44 = 24种不同涂色方法. (2)4种颜色不全用时,因为相邻矩形不同色,故必须用三种 颜色,先从4种颜色中选3种,涂入A、B、C中,有A34 种涂法, 然后涂D,D可以与A(或B)同色,有2种涂法,∴共有2A34 = 48种,∴共有不同涂色方法24 + 48 = 72种. 解法二:涂A有4种方法,涂B有3种方法,涂C有2种方法, 涂D有3种方法,故共有4 × 3 × 2 × 3 = 72种涂法. 6. 60  对于任一种坐法,可视4个空位为0,3个人为1,2,3则 所有不同坐法的种数可看作4个0和1,2,3的一种编码,要 求1,2,3不得相邻故从4个0形成的5个空档中选3个插入 1,2,3即可. ∴不同排法有A35 = 60种. 7. 72  解法一:根据题意,分两种情形讨论: ①甲、乙中只有1人被选中,需要从甲、乙中选出1人,担任后 三项工作中的1种,由其他三人担任剩余的三项工作,有 C12C 3 3C 1 3A 3 3 = 36种选派方案. ②甲、乙两人都被选中,则在后三项工作中选出2项,由甲、乙 担任,从其他三人中选出2人,担任剩余的两项工作,有C23· A23·A22 = 36种选派方案, 综上可得,共有36 + 36 = 72种不同的选派方案, 故选B. 解法二:从甲、乙以外的三人中选一人从事A工作,再从剩余 四人中选三人从事其余三项工作共有C13A34 = 72种选法. 8. 48  按2的位置分三类:①当2出现在第2位时,即02000,则 第1位必为1、3、5中的一个数字,所以满足条件的五位数有 C13A 2 2A 2 2 = 12个;②当2出现在第3位时,即00200,则第1位、第 2位为1、3、5中的两个数字或第4位、第5位为1、3、5中的两个 数字,所以满足条件的五位数有2A23A22 = 24个;③当2出现在 第4位时,即00020,则第5位必为1、3、5中的一个数字,所以满 足条件的五位数有C13A22A22 = 12个.综上,共有12 + 24 + 12 = 48个. 9.(1)第一步,将最高的安排在中间只有1种方法;第二步,从剩 下的6人中选取3人安排在一侧有C36 种选法,对于每一种选 法只有一种安排方法,第三步,将剩下3人安排在另一侧,只 有一种安排方法,∴共有不同安排方案C36 = 20种. (2)第一步从7人中选取6人,有C67种选法;第二步从6人中 选2人排一列有C26 种排法,第三步,从剩下的4人中选2人 排第二列有C24种排法,最后将剩下2人排在第三列,只有一 种排法,故共有不同排法C67·C26·C24 = 630种. 10.(1)(先选后排)符合条件的课代表人员的选法有(C35C23                                                                      + —153— C45C 1 3)种,排列方法有A55 种,所以满足题意的选法有(C35C23 + C45C 1 3)·A55 = 5 400(种). (2)除去该女生后,相当于从剩余的7名学生中挑选4名任 除语文外其余四科的课代表,不同的选法种数为A47 = 840. (3)(先选后排)从剩余的7名学生中选出4名有C47种选法; 该男生的安排方法有C14种,其余4人全排列,有A44 种,所以 选法共有C47C14A44 = 3 360(种). (4)先从除去该男生和该女生的6人中选出3人,有C36 种选 法;该男生的安排方法有C13 种,其余3人全排列,有A33 种, 因此满足题意的选法共有C36C13A33 = 360(种). B组·素养提升 1. C  由题意知,小孔拿了最小的一个,爷爷、奶奶、姥爷、姥姥4 位老人之一拿最大的一个的拿法有C14 = 4(种),其余人的拿 法有A55 = 120(种),则梨子的不同分法共有4 × 120 = 480 (种). 2. C  根据题设中的要求,每名志愿者只分配到1个项目,每个 项目至少分配1名志愿者,可分两步进行安排:第一步,将5 名志愿者分成4组,其中1组2人,其余每组1人,共有C25 种 分法;第二步,将分好的4组安排到4个项目中,有A44 种安排 方法.故满足题意的分配方案共有C25·A44 = 240(种). 3. A  不考虑限定条件,确定的不同点的个数为C12C13A33 = 36,但 集合N,Q中有相同元素2,由3,2,2三个数确定的不同点的 个数只有3个,故所求的个数为36 - 3 = 33. 4. BC  根据题意,四个不同的小球放入三个分别标有1,2,3号 的盒子中,且没有空盒,则三个盒子中有1个中放2个球,剩 下的2个盒子中各放1个,有2种解法: 法一:分2步进行分析: ①先将四个不同的小球分成3组,有C24种分组方法; ②将分好的3组全排列,对应放到3个盒子中,有A33种放法; 则没有空盒的放法有C24A33种;故选B. 法二:分2步进行分析: ①在4个小球中任选2本,在3个盒子中任选1个,将选出的 2个小球放入选出的小盒中,有C13C24种情况; ②将剩下的2个小球全排列,放入剩下的2个小盒中,有A22 种 放法; 则没有空盒的放法有C13C24A22种;故选C. 综上,BC正确. 5. 78  根据题意,分3种情况讨论: ①从五名志愿者中选派的四人中有甲但没有乙,甲有3种安 排方法,剩下三人全排列即可得,此时有3 × A33 = 18(种)选派 方法; ②从五名志愿者中选派的四人中有乙但没有甲,乙有3种安 排方法,剩下三人全排列即可得,此时有3 × A33 = 18(种)选派 方法; ③从五名志愿者中选派的四人中既有甲又有乙,需要在剩下 3人中选出2人,有C23 种选法,选出的4人的安排方法有 (A33 + 2 × 2 × A22)种, 则此时有C23(A33 + 2 × 2 × A22)= 42(种)选派方法. 故一共有18 + 18 + 42 = 78(种)选派方法. 6. 7  这5位同学每两人之间都进行一次交换,则进行交换的次 数为C25 = 10,而现在进行了8次交换,且其中1位同学收到2 份纪念品,则另外4位同学收到的纪念品的数量最少是3个, 最多是4个,所以m + n = 7. 7. 84  方法一(分类法):在每个车队抽调1辆车的基础上,还需 抽调3辆车.可分成三类:第一类是从某1小车队抽调3辆, 有C17种抽调方法;第二类是从2个车队中抽调,其中1个车 队抽调1辆,另1个车队抽调2辆,有A27 种抽调方法;第三类 是从3个车队中各抽调1辆,有C37 种抽调方法.故不同的拍 调方法共有C17 + A27 + C37 = 84(种). 方法二(隔板法):由于每个车队内车辆均多于4辆,只需将 10辆车分成7份.问题相当于将10个小球排成一排,求将这 10个小球分成7份的分法种数,在10个小球之间的9个空隙 中插入6个隔板,即可将小球分成7份,故不同的抽调方法共 有C69 = 84(种). 8.在解本题时应考虑两方面的问题:(1)0不能作百位,但0与1 在同一卡片上,因此必须同时考虑0与1的分类;(2)每张卡 片都有正面与反面两种可能.解法上既可用直接法,也可用排 除法. 解法一:(直接法)从0与1两个特殊值着眼,可分三类: (1)取0不取1,可先从另四张卡片中选一张作百位,有C14 种 方法,0可在后两位,有C12种方法,最后需从剩下的三张中任 取一张,有C13种方法,又除含0的那张外,其他两张都有正面 和反面两种可能,故此时可得不同的三位数有C14·C12·C13· 22个. (2)取1不取0,同上分析可得不同的三位数有C24·22·A33个. (3)0和1都不取,不同的三位数有C34·23·A33个. 综上所述,共有不同的三位数C14·C12·C13·22 + C24·22·A33 + C34·23·A33 = 432个. 解法二:(间接法)任取三张卡片可以组成不同的三位数C35· 23·A33个,其中0在百位的有C24·22·A22 个,这是不合题意 的,故共有不同的三位数C35·23·A33 - C24·22·A22 = 432个. 9.(1)由于可以随便放,故每个小球都有4种放法,所以放法总 数是:4 × 4 × 4 × 4 = 44 = 256种. (2)将四个小球全排列后放入四个盒子即可,所以放法总数 是:A44 = 24种. (3)由题意,必然是四个小球放入2个盒子中.分三步完成:选出两 个盒子;将四个小球分成两堆;将两堆小球全排列放入两个盒子.所 以放法总数是:C24·C 2 4·C22 A22 +C14·C( )33 ·A22 =84种. (4)分三类放法. 第一类:甲球放入1号盒子,即1 2 3 4甲 ,则乙球有3种放法 (可放入2,3,4号盒子),其余两球可随便放入四个盒子,有42 种放法.故此类放法的种数是3 × 42; 第二类:甲球放入2号盒子,即1 2 3 4甲 ,则乙球有2种放法 (可放入3,4号盒子),其余两球随便放,有42 种放法.故此类 放法的种数是2 × 42; 第三类:甲球放入3号盒子,即1 2 3 4甲,则乙球只有1种放 法(放入4号盒子),其余两球随便放,有42 种放法,故此类放 法的种数是1 × 42 . 综上,所有放法的总数是:(3 + 2 + 1)× 42 = 96种. 练案[6] A组·素养自测 1. C  展开式的通项为Tr + 1 = Cr16·x16 - r·- 1( )x r =(- 1)r· Cr16·x16 - 2r,所以第4项为T4 =(- 1)3 × C316 x10 = - C316 x10 .故 选C. 2. A  x2 - 4( )x 5 展开式的通项为Tk + 1 = Ck5x2(5 - k)(- 4)kx - k = Ck5(- 4)kx10 - 3k,令10 - 3k = 4,得k = 2                                                                      , —154— 练案[5] 第三章  排列、组合与二项式定理 3. 1  [3. 1. 3  第2课时  组合数的应用] A组·素养自测 一、选择题                                  1.从10种不同的作物种子中选出6种分别放入 6个不同的瓶子中展出,每瓶不空,如果甲、乙 两种种子都不许放入1号瓶子内,那么不同的 放法共有 (C ) A. C210A 4 8种 B. C19A59种 C. C18A 5 9种 D. C19C59种 2.(多选)现安排甲、乙、丙、丁、戊5名同学参加 2022年杭州亚运会志愿者服务活动,有翻译、 导游、礼仪、司机四项工作可以安排,则以下 说法错误的是 (  ) A.若每人都安排一项工作,则不同的方法数 为54 B.若每项工作至少有1人参加,则不同的方 法数为A45C14 C.如果司机工作不安排,其余三项工作至少 安排1人,则这5名同学全部被安排的不 同方法数为(C35C12 + C25C23)A33 D.每项工作至少有1人参加,甲、乙不会开车 但能从事其他三项工作,丙、丁、戊都能胜 任四项工作,则不同安排方案的种数是 C13C 2 4A 3 3 + C 2 3A 3 3 3.平面上有12个点,其中没有3个点在一条直 线上,也没有4个点共圆,过这12个点中的每 三个作圆,共可作圆 (A ) A. 220个 B. 210个 C. 200个 D. 1 320个 4.从0、1、2、3、4、5这六个数,每次取三个不同的 数字,把其中最大的数放在百位上排成三位 数,这样的三位数有 (A ) A. 40个 B. 120个 C. 360个 D. 720个 5.如图,用4种不同的颜色涂入图中的矩形A、 B、C、D中,(四种颜色可以不全用也可以全 用)要求相邻的矩形涂色不同,则不同的涂法 有 (A ) A B C D A. 72种 B. 48种 C. 24种 D. 12种 二、填空题 6.一排7个座位分给3人坐,要求任何两人都不 得相邻,所有不同排法的总数有        种. 7.从甲、乙等5名志愿者中选出4名,分别从事 A,B,C,D四项不同的工作,每人承担一项.若 甲、乙二人均不能从事A工作,则不同的工作 分配方案共有        种. 8.用1,2,3,4,5组成不含重复数字的五位数,数 字2不出现在首位和末位,数字1,3,5中有且 仅有两个数字相邻,则满足条件的不同五位 数的个数是        (注:用数字作答). 三、解答题 9. 7名身高互不相等的学生,分别按下列要求排 列,各有多少种不同的排法? (1)7人站成一排,要求最高的站在中间,并向 左、右两边看,身高逐个递减; (2)任取6名学生,排成二排三列,使每一列 的前排学生比后排学生矮                                                               . —085— 10.有5名男生和3名女生,从中选出5人担任5 门不同学科(包含语文、数学)的课代表,分 别求出符合下列条件的选法种数. (1)有女生担任课代表但人数必须少于 男生; (2)某女生一定要担任语文课代表; (3)某男生必须担任课代表,但不担任数学 课代表; (4)某女生一定要担任语文课代表,某男生 必须担任课代表,但不担任数学课代表. B组·素养提升 一、选择题 1.小孔家有爷爷、奶奶、姥爷、姥姥、爸爸、妈妈, 包括他共7人,一天爸爸从果园里摘了7个大 小不同的梨,给家里每人一个,小孔拿了最小 的一个,爷爷、奶奶、姥爷、姥姥4位老人之一 拿最大的一个,则梨子的不同分法共有 (C ) A. 96种 B. 120种 C. 480种 D. 720种 2.将5名北京冬奥会志愿者分配到花样滑冰、短 道速滑、冰球和冰壶4个项目进行培训,每名 志愿者只分配到1个项目,每个项目至少分配 1名志愿者,则不同的分配方案共有(  ) A. 60种 B. 120种 C. 240种 D. 480种 3.已知集合M ={3},N ={2,4},Q ={1,2,5}, 从这三个集合中各取一个元素构成空间直角 坐标系Oxyz中向量a的坐标,则可确定不同 向量a的个数为 (A ) A. 33 B. 34 C. 35 D. 36 4.(多选)将四个不同的小球放入三个分别标有 1、2、3号的盒子中,不允许有空盒子的放法, 下列结论正确的有 (  ) A. C13C 1 2C 1 1C 1 3 B. C 2 4A 3 3 C. C13C 2 4A 2 2 D. 18 二、填空题 5.某组委会要从五名志愿者中选派四人分别从 事翻译、导游、礼仪、司机四项不同工作,若其 中甲不能从事翻译工作,乙不能从事导游工 作,其余三人均能从事这四项工作,则不同的 选派方案共有        种. 6.某学习小组共有5位同学,毕业之前举行了互 赠纪念品的活动,任意两位同学之间最多交 换一次,进行交换的两位同学互赠一份纪念 品.已知这5位同学之间共进行了8次交换                                                                       , —086— 其中1位同学收到2份纪念品,另外4位同学 收到的纪念品的数量最少是m个,最多是n 个,则m + n =         . 7.某运输公司有7个车队,每个车队的车辆均多 于4辆.现从这个公司抽调10辆车,并且每个 车队至少抽调1辆,那么共有        种不同 的抽调方法. 三、解答题 8.有五张卡片,它们的正、反面分别写着0与1, 2与3,4与5,6与7,8与9.将其中任意三张 并排放在一起组成三位数,共可组成多少个 不同的三位数? 9.四个不同的小球,全部放入编号为1,2,3,4的 四个盒子中. (1)随便放(可以有空盒,但球必须都放入盒 中)有多少种放法? (2)四个盒都不空的放法有多少种? (3)恰有两个空盒的放法有多少种? (4)甲球所放盒的编号总小于乙球所放盒的 编号的放法有多少种                                                                      ? —087—

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